JP6035173B2 - Image search system and image search method - Google Patents
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Description
本発明は、大量の参照画像の中からクエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索システム及び画像検索方法等に関するものである。 The present invention relates to an image search system and an image search method for searching a corresponding image corresponding to a query image from a large number of reference images.
複数の画像の間で対応点を抽出する際に、局所画像特徴量が用いられる。例えば、1つの被写体を異なる2つの視点から撮影して得た2枚の画像を用いれば、撮影した機材の焦点距離などの内部パラメータと呼ばれる装置固有の情報が与えられたときに、三角測量の原理で撮影場所から被写体までの距離を測定したり、被写体の大きさを推定したりできる。 When extracting corresponding points between a plurality of images, local image feature amounts are used. For example, if two images obtained by photographing one subject from two different viewpoints are used, triangulation can be performed when device-specific information called internal parameters such as the focal length of the photographed equipment is given. In principle, the distance from the shooting location to the subject can be measured, and the size of the subject can be estimated.
このとき、被写体上のある点は、2つの画像上にそれぞれ投影され、2つの画像間で共通して観測される。このような2つの画像間で共通して観測される点(対応点)を検出するために、局所画像特徴量が用いられる。即ち、局所画像特徴量が一致する点が対応点であると判断する。 At this time, a certain point on the subject is projected on each of the two images, and is commonly observed between the two images. In order to detect a point (corresponding point) observed in common between two images, a local image feature amount is used. That is, it is determined that a point where the local image feature amounts match is a corresponding point.
この局所画像特徴量を応用して、画像検索を実現できることが知られている。この画像検索技術では、複数の画像をデータベースに保存しておくとともに、それらすべての画像について、特徴点を抽出して、抽出した特徴点の局所画像特徴量を計算し、これらもデータベースに保存しておく。クエリ画像が入力されると、クエリ画像から特徴点を抽出し、それらの局所画像特徴量を算出する。そして、データベースに保存された複数の画像の各々について、クエリ画像に含まれる特徴点の局所画像特徴量と一致する局所画像特徴量を有する特徴点を対応点としてカウントし、その対応点の数が最も多い画像が、クエリ画像に最も近似した画像であると判断される。 It is known that image search can be realized by applying this local image feature amount. In this image retrieval technology, a plurality of images are stored in a database, feature points are extracted from all the images, and local image feature amounts of the extracted feature points are calculated, and these are also stored in the database. Keep it. When a query image is input, feature points are extracted from the query image, and their local image feature amounts are calculated. Then, for each of the plurality of images stored in the database, feature points having local image feature amounts that match the local image feature amounts of feature points included in the query image are counted as corresponding points, and the number of corresponding points is It is determined that the most images are the images most similar to the query image.
さらに、この局所画像特徴量を用いた画像検索技術では、特徴点の位置情報も利用される。上述のように、局所画像特徴量を用いた画像検索技術では、データベース中の画像の中で、クエリ画像の特徴点と対応する特徴点を多く多く持つ画像をクエリ画像に近い画像と判断するが、このように局所画像特徴量の比較のみで対応点であると判断すると、実際には対応しないが偶然に局所画像特徴量が一致する点同士が対応点であると誤って判断されることになる。 Further, in the image search technique using the local image feature amount, the position information of the feature point is also used. As described above, in the image search technique using the local image feature amount, an image having many feature points corresponding to the feature points of the query image is determined as an image close to the query image among the images in the database. Thus, when it is determined that the corresponding point is a comparison point only by comparing the local image feature amounts, it is erroneously determined that the points that do not actually correspond but coincide with each other by chance are the corresponding points. Become.
このようなノイズによる誤判断を防ぐため、クエリ画像のある特徴点の局所画像特徴量とデータベース中の画像のある特徴点の局所画像特徴量とが一致するか否かのみではなく、クエリ画像の当該特徴点の位置とデータベース中の画像の当該特徴点の位置との幾何的射影関係を求めて、クエリ画像の当該特徴点がデータベース中の画像の当該特徴点に正しく射影されているかを判定し、その判定結果も合わせて、それらの特徴点が対応点であるかを判断する手法がある。 In order to prevent such misjudgment due to noise, not only whether or not the local image feature quantity of a feature point of a query image matches the local image feature quantity of a feature point of an image in the database, The geometric projection relationship between the position of the feature point and the position of the feature point of the image in the database is obtained, and it is determined whether the feature point of the query image is correctly projected onto the feature point of the image in the database. In addition, there is a method for determining whether or not those feature points are corresponding points together with the determination result.
具体的には、被写体が紙面などの二次元平面であると仮定できる場合、次のようにして、局所画像特徴量が一致する特徴点同士について、それらの位置も一致しているか否かを判断する。まず、クエリ画像とデータベース中の画像との間で、局所画像特徴量が一致する特徴点の組をすべて検出する。そして、それらの複数の特徴点の組について、RANSAC法を使用して、クエリ画像の特徴点の位置をその特徴点と組になったデータベース中の画像の特徴点の位置に射影するホモグラフィ行列を計算する。 Specifically, when it can be assumed that the subject is a two-dimensional plane such as a paper surface, it is determined whether or not the positions of feature points having the same local image feature amount also match as follows. To do. First, all pairs of feature points having the same local image feature amount are detected between the query image and the image in the database. A homography matrix that projects the position of the feature point of the query image to the position of the feature point of the image in the database paired with the feature point using the RANSAC method for the set of the plurality of feature points Calculate
さらに、そのホモグラフィ行列によって、再度、データベース中の画像の特徴点と局所画像特徴量が一致すると判断されたクエリ画像の特徴点の位置を射影する。そして、その結果得られた位置が、クエリ画像の特徴点と局所画像特徴量が一致すると判断されたデータベース中の画像の特徴点の位置とどれだけずれているかを計算し(位置のマッチング)、その計算結果(マッチングスコア)に基づいて、最終的にそれらの特徴点が対応点であるか否かを判断する。 Further, the position of the feature point of the query image determined to match the feature point of the image in the database and the local image feature amount is projected again by the homography matrix. And the position obtained as a result is calculated how much the feature point of the query image and the position of the feature point of the image in the database determined to match the local image feature amount (position matching), Based on the calculation result (matching score), it is finally determined whether or not those feature points are corresponding points.
ところで、1つの画像から数百点の特徴点を抽出し、それぞれの点ごとの局所画像特徴量を算出し、さらに、他の画像の局所画像特徴量と比較すると、その演算に用いられるデータ量は膨大になり、巨大なメモリや高速なCPU、さらに巨大な保存用ストレージが必要となる。局所画像特徴量として一般に知られているSIFT特徴量の場合には、各特徴点の情報を表す特徴点データとして、局所画像特徴量の他に、スケール情報、位置情報、主軸情報等の付随情報が含まれる。これらをすべての特徴点について足し合わせると例えば、1枚の画像に800点の特徴点が含まれるとすると、1枚あたり約422Kバイトのデータ量になる。このため、例えば1万枚の画像を検索対象に使用すると、扱うデータの量は(422Kバイト×10,000)約4.2Gバイトにもなる。 By the way, when hundreds of feature points are extracted from one image, local image feature amounts for each point are calculated, and when compared with the local image feature amounts of other images, the amount of data used for the calculation Requires a huge memory, a high-speed CPU, and a huge storage for storage. In the case of a SIFT feature quantity generally known as a local image feature quantity, in addition to the local image feature quantity, incidental information such as scale information, position information, and spindle information is used as feature point data representing information of each feature point. Is included. If these are added for all feature points, for example, if one image contains 800 feature points, the data amount is about 422 Kbytes per image. For this reason, for example, when 10,000 images are used as a search target, the amount of data to be handled is (422 Kbytes × 10,000), which is approximately 4.2 Gbytes.
このような課題に対して、各特徴点の局所画像特徴量を圧縮することで、対応点の抽出を高速化する技術として、ORB、brisk、CARD等の技術が提案されており、本願発明者らもそのような技術に関して特許出願をしている(特許文献1)。これらの技術は、各特徴点の局所画像特徴量を実数ベクトルではなく、二値のベクトルで表現することによって、局所画像特徴量の圧縮を実現している。また、従来とは異なる計算手法を採用することで、局所画像特徴量の高速な算出を実現している。 In response to such a problem, techniques such as ORB, brisk, and CARD have been proposed as techniques for speeding up the extraction of corresponding points by compressing the local image feature quantity of each feature point. Have also filed a patent application regarding such technology (Patent Document 1). In these techniques, the local image feature value is compressed by expressing the local image feature value of each feature point with a binary vector instead of a real vector. In addition, by adopting a calculation method different from the conventional one, high speed calculation of the local image feature amount is realized.
なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。 In addition, there exist the following prior art documents as a prior art relevant to this invention.
本発明は、局所画像特徴量を用いた画像検索技術において、画像検索に用いるデータの量を抑えることを目的とする。 An object of the present invention is to suppress the amount of data used for image search in an image search technique using local image feature amounts.
本願発明者らは、局所画像特徴量を圧縮した場合には、位置情報、主軸情報等の付随情報のデータ量の割合が相対的に大きくなり、特徴点情報の更なるデータ量の削減、演算の高速化にとって、付随情報のデータ量の影響が大きくなることに着目し、局所画像特徴量を圧縮した場合には、付随情報のデータ量を削減することが、特徴点情報の更なるデータ量の削減、演算の高速化にとって有利であることを見出した。 When the local image feature amount is compressed, the inventors of the present application have a relatively large proportion of the amount of accompanying information such as position information and spindle information, and further reduce the amount of feature point information and perform computation If the local image feature value is compressed, reducing the data amount of the accompanying information may reduce the additional data amount of the feature point information. It has been found that it is advantageous for reducing the amount of data and increasing the calculation speed.
即ち、特徴点データには、その点の局所画像特徴量のほかに、スケール情報、位置情報、主軸情報等の付随情報が含まれるが、局所画像特徴量に対する圧縮が行われていない場合には、この付随情報のデータ量が特徴点データの全体のデータ量に占める割合も小さく、付随情報のデータ量が問題となることはなかった。具体的には、例えば、スケール情報、位置情報、及び主軸情報のデータ量は、一般的な実数型で表現すると、それぞれ4バイト、8バイト(位置は二次元であるので4バイト×2)、4バイトであり、付随情報の合計のデータ量は16バイトであり、一方、局所画像特徴量は、それが128次元の実数であるとすると、そのデータ量は(128×4=)512バイトであり、よって、付随情報のデータ量が全体のデータ量に占める割合は(16/(512+16)=)約3%でしかなかった。 That is, the feature point data includes accompanying information such as scale information, position information, and spindle information in addition to the local image feature amount of the point, but when the local image feature amount is not compressed. The ratio of the data amount of the accompanying information to the entire data amount of the feature point data is small, and the data amount of the accompanying information does not become a problem. Specifically, for example, the data amount of scale information, position information, and spindle information is 4 bytes and 8 bytes (4 bytes × 2 because the position is two-dimensional) when expressed in a general real number type. 4 bytes, the total data amount of the accompanying information is 16 bytes. On the other hand, if the local image feature amount is a 128-dimensional real number, the data amount is (128 × 4 =) 512 bytes. Therefore, the ratio of the data amount of the accompanying information to the total data amount is only about 3% (16 / (512 + 16) =).
一方、圧縮された局所画像特徴量を含む特徴点データにおいては、局所画像特徴量のデータ量が削減されているため、全体のデータ量に対して、スケール情報、位置情報、主軸情報等の付随情報のデータ量の占める割合が相対的に大きくなる。具体的には、局所画像特徴量を128ビット(=16バイト)に圧縮した場合、全体のデータ量に対して付随情報のデータ量が占める割合は、(16/(16+16)=)50%にもなる。 On the other hand, in the feature point data including the compressed local image feature amount, since the data amount of the local image feature amount is reduced, scale information, position information, spindle information, etc. are attached to the entire data amount. The ratio of the data amount of information becomes relatively large. Specifically, when the local image feature amount is compressed to 128 bits (= 16 bytes), the ratio of the data amount of the accompanying information to the total data amount is (16 / (16 + 16) =) 50%. Also become.
画像検索では、主軸及びスケールの情報は使われないため、これらを削除することができる。しかし、それらを削除できたとしても、位置情報は必要であり、特徴点データの中での位置情報のデータ量(8バイト)は、特徴点データの全体のデータ量に対して、(8/(16+8)=)約33%となる。したがって、特徴点データに占める局所画像特徴量以外の情報を削減することが有利である。 In the image search, information on the main axis and scale is not used, so these can be deleted. However, even if they can be deleted, the position information is necessary, and the amount of position information in the feature point data (8 bytes) is (8 / (16 + 8) =) about 33%. Therefore, it is advantageous to reduce information other than the local image feature amount in the feature point data.
このために、本発明の画像検索システムは、クエリ画像処理装置と検索サーバ装置とからなる画像検索システムであって、前記クエリ画像処理装置は、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信部とを備え、前記検索サーバ装置は、前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信部と、受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索部とを備えた構成を有している。 To this end, the image search system of the present invention is an image search system including a query image processing device and a search server device, and the query image processing device includes local image feature quantities of a plurality of feature points in the query image. A feature point including a local image feature quantity extraction unit for extracting the feature point, a feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature point, and the local image feature quantity and the coarsely quantized position information A query image processing device side communication unit for transmitting data, wherein the search server device receives the feature point data, and the local image feature amount included in the received feature point data And an image search unit that searches for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the position information.
この構成によれば、クエリ画像処理装置において、局所画像特徴量が抽出された特徴点の位置情報が粗量子化されるので、特徴点データの全体のデータ量に占める位置情報のデータ量の割合を小さくできる。特に、局所画像特徴量がバイナリ変換等によって圧縮されている場合には、粗量子化による位置情報のデータ量の削減の効果は大きくなる。 According to this configuration, since the position information of the feature point from which the local image feature amount is extracted is roughly quantized in the query image processing device, the ratio of the data amount of the position information to the entire data amount of the feature point data Can be reduced. In particular, when the local image feature amount is compressed by binary conversion or the like, the effect of reducing the data amount of the position information by coarse quantization becomes large.
上記の画像検索システムにおいて、前記画像検索部は、粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換部をさらに備えていてよい。この構成によれば、クエリ画像に対応する対応画像の検索を行う画像検索部において、クエリ画像の特徴点の位置情報が復元される。 In the image search system, the image search unit may further include a position information conversion unit that converts the coarsely quantized position information into position information of the original image size. According to this configuration, the position information of the feature points of the query image is restored in the image search unit that searches for the corresponding image corresponding to the query image.
上記の画像検索システムにおいて、前記特徴点位置粗量子化部は、前記粗量子化を行う際の粗量子化レベルを変更可能であってよい。この構成によれば、データ量削減の必要性や可能性に応じて位置情報のデータ量を変更できる。 In the image search system, the feature point position coarse quantization unit may be capable of changing a coarse quantization level when performing the coarse quantization. According to this configuration, the data amount of the position information can be changed according to the necessity and possibility of reducing the data amount.
上記の画像検索システムにおいて、前記特徴点位置粗量子化部は、前記クエリ画像処理装置側通信部の通信状態に応じて前記粗量子化レベルを変更してよい。この構成によれば、通信状態がよくない場合に粗量子化レベルを変更して、より位置情報のデータ量を少なくする等の制御が可能になる。 In the image search system, the feature point position coarse quantization unit may change the coarse quantization level according to a communication state of the query image processing device side communication unit. According to this configuration, it is possible to perform control such as changing the coarse quantization level when the communication state is not good and reducing the amount of position information data.
上記の画像検索システムにおいて、前記特徴点位置粗量子化部は、前記クエリ画像処理装置の処理状態に応じて前記粗量子化レベルを変更してよい。この構成によれば、クエリ画像処理装置の処理能力に余裕がない状態である場合に粗量子化レベルを変更して、より位置情報のデータ量を少なくする等の制御が可能になる。 In the image search system, the feature point position coarse quantization unit may change the coarse quantization level according to a processing state of the query image processing apparatus. According to this configuration, it is possible to perform control such as changing the coarse quantization level when the processing capacity of the query image processing apparatus is not sufficient, thereby reducing the amount of position information.
上記の画像検索システムにおいて、前記特徴点位置粗量子化部は、前記クエリ画像の画像サイズに応じて前記粗量子化レベルを変更してよい。この構成によれば、画像サイズが小さいほど位置情報のデータ量を少なくする等の制御が可能になる。 In the image search system, the feature point position coarse quantization unit may change the coarse quantization level in accordance with an image size of the query image. According to this configuration, it is possible to perform control such as reducing the amount of position information as the image size is smaller.
上記の画像検索システムにおいて、前記特徴点位置粗量子化部は、前記特徴点の位置情報を2バイトのデータ量になるように粗量子化してよい。この構成によれば、実数である位置情報が8バイト程度で表現される通常の場合と比較して十分にデータ量を削減できる。 In the image search system, the feature point position coarse quantization unit may coarsely quantize the feature point position information so as to have a data amount of 2 bytes. According to this configuration, the data amount can be sufficiently reduced as compared with the normal case where the position information that is a real number is expressed by about 8 bytes.
上記の画像検索システムにおいて、前記検索サーバ装置は、前記複数の参照画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を関連付けて保存する画像保存部をさらに備えていてよく、前記画像検索部は、前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の前記特徴点の局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部と、前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部とを備えていてよく、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を前記対応画像としてよい。 In the image search system, the search server device may further include an image storage unit that stores the local image feature quantities and position information of a plurality of feature points in the plurality of reference images in association with each other. A comparison matching unit that obtains a pair of feature points corresponding to each other by comparing the local image feature amount of the query image and the local image feature amount of the feature point of the reference image; A projection determination unit that obtains a pair of feature points corresponding to each other by projecting either one of the position information and the position information of the reference image to the other; The reference image including the largest number of feature points determined and determined to correspond by the projection determination unit may be used as the corresponding image.
この構成によれば、単に特徴点の局所画像特徴量を比較するのではなく、位置も対応している特徴点を対応点としてカウントして対応画像を検索できるので、特徴点の位置情報を有効に用いて対応画像検索の精度を向上できる。 According to this configuration, instead of simply comparing the local image feature quantities of feature points, it is possible to search for a corresponding image by counting feature points that correspond to positions as corresponding points. To improve the accuracy of the corresponding image search.
本発明の別の態様の画像検索システムは、クエリ画像処理装置と検索サーバ装置とからなる画像検索システムであって、前記クエリ画像処理装置は、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信部を備え、前記検索サーバ装置は、前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信部と、複数の参照画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び粗量子化された位置情報を関連付けて保存する画像保存部と、前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の特徴点の前記局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部と、前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部とを備え、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を、前記クエリ画像に対応する対応画像であると判定する構成を有している。 An image search system according to another aspect of the present invention is an image search system including a query image processing device and a search server device, wherein the query image processing device is a local image feature quantity of a plurality of feature points in a query image. And a query image processing device side communication unit that transmits feature point data including position information, and the search server device includes a search server device side communication unit that receives the feature point data, and a plurality of reference images. Comparing the local image feature quantity of the feature point and the coarsely quantized position information in association with each other, and comparing the local image feature quantity of the query image and the local image feature quantity of the feature point of the reference image A comparison matching unit for obtaining a pair of feature points corresponding to each other, and projecting one of the position information of the query image and the position information of the reference image to the other A projection determination unit that obtains a pair of feature points corresponding to each other, and includes the largest number of feature points that are determined to correspond by the comparison matching unit and that are determined to correspond by the projection determination unit. The reference image is determined to be a corresponding image corresponding to the query image.
この構成によれば、特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データ用いて、大量の参照画像の中からクエリ画像に対応する対応画像を検索する場合に、当該参照画像の特徴点データを保存するためのストレージの容量を抑えることができ、あるいは、限られた容量のストレージにより多くの参照画像の特徴点データを保存できる。 According to this configuration, when a corresponding image corresponding to a query image is searched from a large amount of reference images using feature point data including local image feature amounts and position information of feature points, the feature points of the reference image The capacity of the storage for storing the data can be suppressed, or the feature point data of many reference images can be stored by the storage having a limited capacity.
上記の画像検索システムにおいて、前記検索サーバ装置は、前記参照画像の粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換部をさらに備えていてよい。この構成により、大量の参照画像の中からクエリ画像に対応する対応画像を検索する際に、参照画像の特徴点の位置情報が復元される。 In the above-described image search system, the search server device may further include a position information conversion unit that converts the coarsely quantized position information of the reference image into position information of the original image size. With this configuration, when searching for a corresponding image corresponding to a query image from a large number of reference images, position information of feature points of the reference image is restored.
上記の画像検索システムにおいて、前記クエリ画像処理装置は、撮影によって前記クエリ画像を生成する撮像部をさらに備えた携帯情報端末であってよい。この構成によれば、クエリ画像処理装置のユーザは、撮影によってクエリ画像を生成できる。 In the above-described image search system, the query image processing device may be a portable information terminal that further includes an imaging unit that generates the query image by shooting. According to this configuration, the user of the query image processing apparatus can generate a query image by photographing.
上記の画像検索システムにおいて、前記検索サーバ装置側通信部は、前記対応画像及び/又は前記対応画像に関連付けられた関連情報を送信してよく、前記クエリ画像処理装置側通信部は、前記対応画像及び/又は前記関連情報を受信してよい。この構成によれば、クエリ画像処理装置において、クエリ画像に対応する対応画像や関連情報を取得できる。 In the above image search system, the search server device side communication unit may transmit the corresponding image and / or related information associated with the corresponding image, and the query image processing device side communication unit may transmit the corresponding image. And / or the related information may be received. According to this configuration, in the query image processing device, it is possible to acquire the corresponding image and related information corresponding to the query image.
本発明の別の態様は、クエリ画像処理装置と検索サーバ装置とからなる画像検索システムにおける前記クエリ画像処理装置であって、このクエリ画像処理装置は、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを、前記検索サーバ装置に送信するクエリ画像処理装置側通信部とを備えた構成を有している。 Another aspect of the present invention is the query image processing device in an image search system including a query image processing device and a search server device, wherein the query image processing device is a local image of a plurality of feature points in the query image. A local image feature amount extraction unit for extracting feature amounts; a feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points; and the local image feature amount and the coarsely quantized position information. A query image processing device side communication unit that transmits the feature point data to the search server device.
この構成によっても、局所画像特徴量が抽出された特徴点の位置情報が粗量子化されるので、特徴点データの全体のデータ量に占める位置情報のデータ量の割合を小さくできる。 Also with this configuration, the position information of the feature point from which the local image feature amount has been extracted is roughly quantized, so that the ratio of the data amount of the position information to the entire data amount of the feature point data can be reduced.
本発明の別の態様は、クエリ画像処理装置と検索サーバ装置とからなる画像検索システムにおける前記検索サーバ装置であって、この検索サーバ装置は、前記クエリ画像処理装置から、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データを受信する通信部、と、複数の参照画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び粗量子化された位置情報を関連付けて保存する画像保存部と、前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の特徴点の前記局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部と、前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部とを備え、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を、前記クエリ画像に対応する対応画像であると判定する構成を有している。 Another aspect of the present invention is the search server device in an image search system including a query image processing device and a search server device, the search server device receiving a plurality of query images from the query image processing device. A communication unit that receives feature point data including local image feature amounts and position information of feature points, and stores local image feature amounts and coarsely quantized position information of a plurality of feature points in a plurality of reference images in association with each other. An image storage unit that compares the local image feature amount of the query image with the local image feature amount of the feature point of the reference image, thereby obtaining a pair of feature points corresponding to each other, and A projection determination unit that obtains a pair of feature points corresponding to each other by projecting one of the position information of the query image and the position information of the reference image to the other. Configuration for determining that the reference image including the largest number of feature points determined to correspond by the comparison matching unit and determined to correspond by the projection determination unit is a corresponding image corresponding to the query image have.
この構成によっても、特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データ用いて、大量の参照画像の中からクエリ画像に対応する対応画像を検索する場合に、当該参照画像の特徴点データを保存するためのストレージの容量を抑えることができ、あるいは、限られた容量のストレージにより多くの参照画像の特徴点データを保存できる。 Even with this configuration, when searching for a corresponding image corresponding to a query image from a large number of reference images using feature point data including local image feature quantities and position information of feature points, the feature point data of the reference image The capacity of the storage for storing the image can be reduced, or the feature point data of many reference images can be stored by the storage having a limited capacity.
本発明の別の態様は、クエリ画像処理装置と検索サーバ装置とからなる画像検索システムにおける画像検索方法であって、この画像検索方法は、前記クエリ画像処理装置にて実行される、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出ステップと、前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化ステップと、前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信ステップと、前記検索サーバ装置にて実行される、前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信ステップと、受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索ステップとを含む。 Another aspect of the present invention is an image search method in an image search system including a query image processing device and a search server device, and the image search method is executed by the query image processing device. A local image feature amount extraction step for extracting local image feature amounts of a plurality of feature points, a feature point position coarse quantization step for coarsely quantizing position information of the feature points, and the local image feature amount and coarse quantization A query image processing device side communication step for transmitting feature point data including the position information, and a search server device side communication step for receiving the feature point data, which is executed by the search server device, Image search for searching for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the feature point data And a step.
この構成によっても、局所画像特徴量が抽出された特徴点の位置情報が粗量子化されるので、特徴点データの全体のデータ量に占める位置情報のデータ量の割合を小さくできる。 Also with this configuration, the position information of the feature point from which the local image feature amount has been extracted is roughly quantized, so that the ratio of the data amount of the position information to the entire data amount of the feature point data can be reduced.
本発明の別の態様は、クエリ画像処理プログラムであって、このクエリ画像処理プログラムは、コンピュータを、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部、前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部、及び前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを、検索サーバ装置に送信する通信部、として機能させる。 Another aspect of the present invention is a query image processing program, wherein the query image processing program causes a computer to extract a local image feature quantity of a plurality of feature points in the query image, A feature point position coarse quantization unit that coarsely quantizes position information of feature points, and a communication unit that transmits feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information to a search server device; To function as.
この構成によっても、局所画像特徴量が抽出された特徴点の位置情報が粗量子化されるので、特徴点データの全体のデータ量に占める位置情報のデータ量の割合を小さくできる。 Also with this configuration, the position information of the feature point from which the local image feature amount has been extracted is roughly quantized, so that the ratio of the data amount of the position information to the entire data amount of the feature point data can be reduced.
本発明の別の態様は、検索サーバプログラムであって、この検索サーバプログラムは、複数の参照画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び粗量子化された位置情報を関連付けて保存する画像保存部を含むコンピュータを、クエリ画像処理装置から、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データを受信する通信部、前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の特徴点の前記局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部、及び前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部として機能させ、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を、前記クエリ画像に対応する対応画像であると判定する。 Another aspect of the present invention is a search server program, and the search server program associates and stores local image feature amounts of a plurality of feature points and coarsely quantized position information in a plurality of reference images. A computer that includes a storage unit; a communication unit that receives, from the query image processing device, feature image data including local image feature values and position information of a plurality of feature points in the query image; and the local image feature values of the query image A comparison matching unit that obtains a pair of feature points corresponding to each other by comparing the feature points of the reference image with the local image feature amount, and any of the position information of the query image and the position information of the reference image By projecting one of them to the other, it is made to function as a projection determination unit that obtains a pair of feature points corresponding to each other, and it is determined that the comparison matching unit corresponds. Is, and determines that the reference image with the highest concentration feature points determined to correspond to the at the projection determination unit, the corresponding image corresponding to the query image.
この構成によっても、特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データ用いて、大量の参照画像の中からクエリ画像に対応する対応画像を検索する場合に、当該参照画像の特徴点データを保存するためのストレージの容量を抑えることができ、あるいは、限られた容量のストレージにより多くの参照画像の特徴点データを保存できる。 Even with this configuration, when searching for a corresponding image corresponding to a query image from a large number of reference images using feature point data including local image feature quantities and position information of feature points, the feature point data of the reference image The capacity of the storage for storing the image can be reduced, or the feature point data of many reference images can be stored by the storage having a limited capacity.
本発明によれば、局所画像特徴量が抽出された特徴点の位置情報が粗量子化されるので、位置情報のデータ量の割合を小さくでき、それによって画像検索に用いるデータの量を抑えることができる。 According to the present invention, the position information of feature points from which local image feature values are extracted is roughly quantized, so that the ratio of the data amount of position information can be reduced, thereby suppressing the amount of data used for image search. Can do.
以下、本発明の実施の形態の画像検索システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Hereinafter, an image search system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
図1は、本発明の実施の形態の画像検索システムの構成を示す図である。画像検索システム100は、クエリ画像処理装置10と、検索サーバ装置20とがネットワークNWを介して通信可能に接続されている。ネットワークNWの一部は無線であってよい。クエリ画像処理装置10は携帯情報端末であってよく、アプリケーションが実行されることで図1に示す構成が実現されてもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image search system according to an embodiment of the present invention. In the
クエリ画像処理装置10は、検索したい画像を撮影して、それをクエリ画像として検索サーバ装置20に送信するとともに、検索サーバ装置20から当該クエリ画像に関連する関連情報を取得する装置である。検索サーバ装置20は、クエリ画像処理装置10からクエリ画像を受信すると、そのクエリ画像に含まれる被写体に対応する被写体を含む画像を検索して、検索された画像及び/又は検索された画像に関連付けられた関連情報を当該クエリ画像に関する情報としてクエリ画像処理装置10に返信する装置である。
The query
画像検索システム100は、検索サーバ装置20に保存する画像及びそれに付随させる関連情報の如何によって様々な応用が可能である。本実施の形態では、画像検索システム100がポスター検索をするためシステムとして応用されている例を説明する。即ち、検索サーバ装置20には、検索対象画像として複数のポスターの画像が保存されており、かつ、各ポスターの画像には当該ポスターに関連する関連情報が付随している。ユーザは、クエリ画像処理装置10にてポスターの画像を撮影して、そのデータを検索サーバ装置20に送ると、検索サーバ装置20では、当該撮影されたポスターの画像に対応する画像が検索され、検索された画像及びそれに付随する関連情報がクエリ画像処理装置10に返信される。
The
なお、画像検索システム100の応用例はこれに限られない。例えば、検索サーバ装置20に大量の書籍の表表紙の画像を保存しておき、各保存画像に関連情報として各書籍のユーザレビュー、購入のための情報、関連する他の書籍等の情報を付随しておくことで、画像検索システム100を書籍検索システムとして応用できる。また、検索サーバ装置20に観光地に特有の建造物等の画像と、関連情報としてその建造物の解説を保存しておくことで、画像検索システム100を観光地案内システムとして応用できる。さらに、検索サーバ装置20に野鳥の画像と、関連情報としてその野鳥の解説を記載したウェブページのURLを保存しておくことで、画像検索システム100を野鳥検索システムとして応用できる。
The application example of the
クエリ画像処理装置10は、撮像部11と、特徴点データ生成部12と、通信部13と、通信状態測定部14と、粗量子化レベル決定部15とを備えている。撮像部11は、光学系、撮像素子、信号処理回路等からなる一般的なカメラユニットである。撮像部11は光学系を通して、被写体を撮影し、信号処理回路から特徴点データ生成部12に画像信号(以下単に「画像」という。)を出力する。
The query
図2は、特徴点データ生成部12の構成を示すブロック図である。特徴点データ生成部12は、特徴点検出部31と、局所画像特徴量抽出部32と、バイナリ変換部33と、特徴点位置粗量子化部34と、データ合成部35とを備えている。撮像部11(図1参照)にて撮影によって生成された画像は特徴点検出部31に入力される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the feature point
特徴点検出部31は、入力画像から特徴点を検出する。特徴点検出部31は、画像からエッジを抽出してエッジ画像を生成し、そのエッジ画像から特徴点を検出する。特徴点を検出するアルゴリズムとして、既存の任意のものを採用できる。また、特徴点検出部31は、入力画像のサイズも検出する。特徴点検出部31は、検出したすべての特徴点について、特徴点を識別する情報、画像サイズ、及び画像内での特徴点の位置の情報を含む特徴点情報を局所画像特徴量抽出部32及び特徴点位置粗量子化部34に出力する。なお、特徴点の位置の情報は、特徴点のX座標及びY座標であり、X座標及びY座標の値は入力画像の1画素を1単位とする。特徴点は2つの直線の交点のような決定の仕方をするので、そのX座標及びY座標は、それぞれ一般的には整数とはならず、単精度実数(32ビット)になる。なお、位置情報のX座標及びY座標は、倍精度実数(64ビット)のデータあるいはそれ以上の精度の実数型で得られてもよい。
The feature
局所画像特徴量抽出部32は、特徴点検出部31にて検出された各特徴点の局所画像特徴量を抽出する。局所画像特徴量を抽出する方法としては、既知の技術を用いることが可能であり、例えば、局所画像特徴量を128次元のベクトルとして算出する方法として、SIFT特徴量を利用する方法(David G. Lowe, "Distinctive image features from scale-invariant keypoints," International Journal of Computer Vision, 60, 2 (2004), pp. 91-110. 参照)などを用いることができる。局所画像特徴量抽出部32において、局所画像特徴量は、単精度実数のベクトルとして求められる。局所画像特徴量抽出部32は、各特徴点について、その識別情報とともに、抽出された局所画像特徴量をバイナリ変換部33に出力する。
The local image feature
バイナリ変換部33は、検出されたすべての特徴点について、それらの局所画像特徴量をバイナリコードに変換する。局所画像特徴量抽出部32にて抽出された局所画像特徴量は128次元のベクトルv∈R128であるので、バイナリ変換部33は、この局所画像特徴量を下式(1)でバイナリコードに変換する。
但し、式(1)において、dは、変換後のバイナリコードのサイズ(即ちビット数)であり、sgn関数は、下式(2)で与えられる。
特徴点位置粗量子化部34は、特徴点検出部31にて検出された各特徴点の位置情報を粗量子化する。粗量子化のレベル(粒度)は、粗量子化レベル決定部15(図1参照)によって指定される。粗量子化レベルの決定方法については、後述する。上述のように、特徴点の位置座標は、単精度実数で与えられている。特徴点位置粗量子化部34は、その特徴点のX座標及びY座標の値を入力画像の幅及び高さでそれぞれ除算した実数値を指定された粗量子化レベルで粗量子化する。
The feature point position
例えば、入力画像の画像サイズが、320×240であり、ある特徴点の位置座標が(21.568987・・・, 37.908325・・・)であり、かつ、粗量子化レベルが256(8ビット)であるとすると、X座標の21.568987・・・は、21.568987・・・×(256/320)=17.25・・・となり、Y座標の37.908325・・・は、37.908325・・・×(256/240)=40.43・・・となるので、粗量子化された特徴点の位置座標は(17, 40)となる。粗量子化された特徴点の位置情報のデータ量は、X座標、Y座標がそれぞれ8ビット(1バイト)であるので、全体として16ビット(2バイト)となる。なお、粗量子化レベルを調整することで、特徴点位置粗量子化部34は、X座標、Y座標がそれぞれ16ビット(2バイト)となるように特徴点の位置情報を粗量子化してもよい。
For example, the image size of the input image is 320 × 240, the position coordinates of a certain feature point are (21.568987..., 37.908325...), And the coarse quantization level is 256 (8 Bit), the X coordinate 21.568987 ... 21.568987 ... × (256/320) = 17.25 ... and the Y coordinate 37.908325 ... 37.908325 ... × (256/240) = 40.43 ... Therefore, the position coordinates of the coarsely quantized feature points are (17, 40). The amount of data of the position information of the coarsely quantized feature point is 16 bits (2 bytes) as a whole because the X coordinate and the Y coordinate are 8 bits (1 byte) each. It should be noted that by adjusting the coarse quantization level, the feature point position
特徴点位置粗量子化部34は、各特徴点について、特徴点の識別情報と、入力画像の画像サイズと、粗量子化レベルと、粗量子化された特徴点の位置座標とをデータ合成部35に出力する。データ合成部35は、識別情報が同一である特徴点について、バイナリ変換部33にて生成された局所画像特徴量に対して、特徴点位置粗量子化部34で得られた入力画像の画像サイズと、粗量子化レベルと、粗量子化された特徴点の位置座標とを付随情報として付随させて、特徴点データを生成する。このようにしてデータ合成部35にて生成された特徴点データは、通信部13(図1参照)に出力される。
For each feature point, the feature point position
図1に戻って、画像検索システム100の説明を続ける。通信部13は、ネットワークNWを介して特徴点データ生成部12で生成されたクエリ画像の複数の特徴点データを検索サーバ装置20に送信する。
Returning to FIG. 1, the description of the
なお、以上の撮像部11、特徴点データ生成部12、及び通信部13による一連の処理は、撮像部11でレリーズ操作が行われたタイミングで、それによって生成された1つの画像について行ってもよいし、過去に撮像部11にて生成された画像が図示しないストレージに保存されており、ユーザが保存された画像を選択して指示することで、特徴点データ生成部12及び通信部13による上述の処理がなされてもよい。また、撮像部11で連続的にプレビュー動画が生成され、そのプレビュー動画の各フレーム画像について、特徴点データ生成部12及び通信部13による上述の処理が順次なされてもよい。
Note that the above-described series of processing by the
通信状態測定部14は、通信部13による通信状態を測定する。ここで、通信状態は、クエリ画像処理装置10が無線端末である場合には、受信電界強度であってよい。また、通信状態は、通信速度又は回線速度であってもよい。
The communication state measurement unit 14 measures the communication state by the
粗量子化レベル決定部15は、通信状態測定部14にて測定された通信状態に応じて粗量子化レベルを決定する。具体的には、粗量子化レベル決定部15は、通信状態が悪いほど粗量子化レベルを小さくし、通信状態が良いほど粗量子化レベルを大きくする。粗量子化レベルは、特徴点の位置情報(X座標及びY座標)を何段階で表現するかを示す情報である。粗量子化レベル決定部15は、決定した粗量子化レベルを特徴点データ生成部12の特徴点位置粗量子化部34に出力する。
The coarse quantization
次に、検索サーバ装置20について説明する。検索サーバ装置20は、参照画像のデータベースを構築するための構成として、参照画像取得部21、特徴点データ生成部22、及び画像データベース23を備えている。参照画像取得部21は、画像データベース23に保存すべき画像を取得する。参照画像取得部21は、通信部24を介して外部から参照画像を取得してよく、あるいは他の方法によって参照画像を取得してよい。
Next, the
特徴点データ生成部22は、参照画像取得部21にて取得された画像を入力して、各画像に含まれる複数の特徴点について特徴点データを生成する。その構成は図2を用いて説明したクエリ画像処理装置10の特徴点データ生成部12の構成と同じである。但し、特徴点位置粗量子化部34で採用する粗量子化レベルは固定であってよく、ユーザによって指定されてよく、又は他の何らかの手段によって指定されてもよい。特徴点データ生成部22にて生成された特徴点データは、画像データベース23に保存される。
The feature point
画像データベース23には、各参照画像について、その画像データ、特徴点データ、及び関連情報のデータが関連付けられて記憶されている。なお、画像データ及び関連情報データは、別の保存手段に保存され、識別情報等によって画像データベース23に保存された特徴点データと紐付けられていてもよい。
The
ここで、関連情報とは、画像検索の結果の一つとしてクエリ画像処理装置10に返信される情報である。本実施の形態の画像検索システム100は、上述のようにポスター画像を検索するものであり、関連情報としては、そのポスターによる告知の詳細内容ないし、そのような詳細内容を掲示したウェブサイトへのアクセス方法(URL等)が含まれる。即ち、クエリ画像処理装置10のユーザは、例えば、街中であるポスターを見かけたときに、そのポスターを撮影して検索サーバ装置20に詳細内容をリクエストすると、検索サーバ装置20は、その撮影画像に対応する参照画像を検索して、検出された参照画像に関連付けられた関連情報をユーザに返信する。これによって、ユーザは、撮影したポスターの詳細内容を知ることができる。
Here, the related information is information returned to the query
検索サーバ装置20は、さらに画像検索を行うための構成として、通信部24、比較マッチング部25、位置情報変換部26、変換行列算出部27、及び射影判定部28を備えている。比較マッチング部25、位置情報変換部26、変換行列算出部27、及び射影判定部28からなる構成は、画像検索部に相当する。通信部24は、クエリ画像処理装置10から送信されてきた特徴点データを受信する。
The
比較マッチング部25は、通信部24にて受信した特徴点データと、保存されているすべての参照画像のすべての特徴点データとを比較して、その一致度を示すマッチングスコアを算出する。クエリ画像及び参照画像の局所画像特徴量はいずれも同じビット数にバイナリコード化されているので、それらのハミング距離を計算することで高速に一致度を計算できる。比較マッチング部25は、バイナリコードの一致度の評価にハミング距離を採用する。
The
比較マッチング部25は、特徴点の位置に関わらず、一致度が最も高い特徴点の組、換言すれば局所画像特徴量の差が最も小さい特徴点の組を対応点としてカウントする。こうすることで、クエリ画像のすべての特徴点がいずれかの参照画像のいずれかの特徴点と対応すると判断され、即ちクエリ画像のすべての特徴点がいずれかの参照画像に投票されることになる。
Regardless of the position of the feature point, the
図3は、比較マッチング部25における比較マッチングの例を示す図である。図3の例では、クエリ画像Cから11個の特徴点が検出されてその局所画像特徴量が抽出され、参照画像R1〜R4において、それぞれ図3に示す特徴点が検出されてその局所画像特徴量が抽出されている。なお、実際には1つの画像からは数百の特徴点が検出されるが、図3では説明の簡略化のために一部の特徴点のみを示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of comparison matching in the
図3において、一致度が最も高い特徴点(以下単に「対応点」という。)の組を線で連結して示している。図3の例では、対応点は、参照画像R1〜R3から、それぞれ5点、2点、4点検出され、参照画像R4からは対応点は検出されていない。比較マッチング部25は、対応点の数が所定の数以上の画像を対応画像候補として検出する。図3の例では、比較マッチング部25は、対応点の数が3以上である参照画像を対応画像候補として検出する。その結果、参照画像R1及びR3が対応画像候補として検出される。
In FIG. 3, sets of feature points having the highest degree of coincidence (hereinafter simply referred to as “corresponding points”) are connected by lines. In the example of FIG. 3, the corresponding points are detected from the reference images R1 to R3 at 5 points, 2 points, and 4 points, respectively, and no corresponding points are detected from the reference image R4. The
これらの対応画像候補の対応点について、後段の処理で、位置情報も対応しており、真の対応点であるか否かの判定がされ、位置情報も対応していると判定された対応点の数が最も多い参照画像を、クエリ画像の対応画像であると決定する。以下、位置情報が対応しているか否かの判定をする構成を説明する。 With respect to the corresponding points of these corresponding image candidates, in the subsequent processing, the position information also corresponds, it is determined whether or not it is a true corresponding point, and the corresponding points that are determined to correspond also to the position information The reference image with the largest number of is determined to be the corresponding image of the query image. Hereinafter, a configuration for determining whether or not position information corresponds will be described.
位置情報変換部26は、比較マッチング部25から取得したクエリ画像及び対応画像候補の特徴点の位置情報を変換する。位置情報変換部26は、特徴点位置粗量子化部34にて行った位置情報の粗量子化と逆の処理を行うことで位置情報を変換する。このとき、位置情報変換部26は、画像に付随している情報のうち、画像サイズ及び粗量子化レベルの情報を用いて、粗量子化された特徴点の位置情報を変換する。
The position
上述の例では、粗量子化された特徴点の位置座標は(17, 40)であり、画像サイズが320×240であり、粗量子化レベルは256である。この例では、変換後の位置のX座標は(17×(320/256)=)22.2500であり、Y座標は(40×(240/256)=)37.5000であり、変換後の位置座標は(22.2500,37.5000)となる。なお、もとの座標は(21.568987・・・, 37.908325・・・)であるので、粗量子化及びその後の復元による若干の誤差は生じるが、位置の一致を判定する際の許容誤差をこの誤差より十分に大きくとれば問題はない。 In the above example, the position coordinates of the coarsely quantized feature points are (17, 40), the image size is 320 × 240, and the coarse quantization level is 256. In this example, the X coordinate of the converted position is (17 × (320/256) =) 22.2500, the Y coordinate is (40 × (240/256) =) 37.5000, The position coordinates are (22.2500, 37.5000). Since the original coordinates are (21.568987... 37.908325...), A slight error occurs due to coarse quantization and subsequent restoration. There is no problem if the error is sufficiently larger than this error.
このようにしてクエリ画像及び対応画像候補のすべての対応点の位置情報が変換されると、変換行列算出部27は、対応画像候補ごとに、対応点を射影するための変換行列を算出する。具体的には、変換行列算出部27は、RANSAC法を用いて、変換行列としてホモグラフィ行列を算出する。具体的には以下のとおりである。
When the position information of all corresponding points of the query image and the corresponding image candidate is converted in this way, the conversion
図4は、変換行列算出部27における変換行列の算出のフロー図である。変換行列算出部27は、対応画像候補ごとに、図4のフロー図の処理を行い、対応画像候補ごとに変換行列を求める。いま、クエリ画像とある対応画像候補との間に対応点がn組あるとし、クエリ画像の対応点をai(xi,yi)、対応画像候補の対応点をAi(Xi,Yi)とする(i=1〜n)。このとき、被写体が2次元平面であると仮定すると、以下の(3)を満たす変換行列Hが存在する。
(3)を展開すると、以下の(4)が得られる。
1組の対応点の組について、上記の(5)の2つの連立方程式が得られることから、4組の対応点の組があれば8つの連立方程式が得られ、これを解くことで変換行列Hに含まれる8つの要素(h11、h12、h13、h21、h22、h23、h31、h32)を求めることができる。 Since the two simultaneous equations of (5) above are obtained for one set of corresponding points, if there are four sets of corresponding points, eight simultaneous equations are obtained, and by solving this, a transformation matrix is obtained. Eight elements (h 11 , h 12 , h 13 , h 21 , h 22 , h 23 , h 31 , h 32 ) included in H can be obtained.
そこで、変換行列算出部27は、クエリ画像と対応画像候補との間のn組の対応点から任意の4組の対応点を選択して、上記のとおりに変換行列Hを求める(ステップS41)。次に、変換行列算出部27は、この変換行列Hを用いて、n組のすべての対応点の組について、射影誤差を求める(ステップS42)。具体的には、以下の(6)によって、各対応点の組の射影誤差eiを算出する。
次に、変換行列算出部27は、各対応点について、各射影誤差eiが所定の閾値(許容誤差)より小さいインライア(inlier)か、各射影誤差eiが所定の閾値以上であってアウトライア(outlier、外れ値)であるかを判定し、インライアの総数をカウントし、インライアの総数が増加したか否かを判断する(ステップS43)。インライアの総数が増加したときは(ステップS43でYES)、そのときの変換行列Hで、変換行列Hを更新する(ステップS44)。インライアの総数が増加していないときは(ステップS43でNO)、変換行列Hは更新しない。
Next, the transformation
次に、ステップS41〜44の処理が規定回数に達しているかを判断し(ステップS45)、達していなければ(ステップS45にてNO)、ステップS41〜S43を繰り返す。規定回数に達した場合には(ステップS45にてYES)、そのときの変換行列Hを、クエリ画像を当該対応画像候補に変換するための変換行列と決定して出力する(ステップS46)。 Next, it is determined whether or not the processing of steps S41 to 44 has reached the specified number of times (step S45), and if not (NO in step S45), steps S41 to S43 are repeated. When the specified number of times has been reached (YES in step S45), the conversion matrix H at that time is determined as a conversion matrix for converting the query image into the corresponding image candidate and output (step S46).
射影判定部28は、変換行列算出部27にて各対応画像候補について決定された変換行列Hでもって対応画像候補のすべての対応点を射影して、クエリ画像の対応点との間の射影誤差を求める。各対応点について、射影誤差が所定の閾値(許容誤差)より小さい(インライア)か、射影誤差が所定の閾値以上である(アウトライア)であるかを判定し、インライアの総数を最終的な対応点の数とする。インライアの対応点の組は、即ち幾何的整合性を満足する対応点の組である。射影判定部28は、このような処理をすべての対応画像候補について行って、最終的な対応点が最も多い対応画像候補を、クエリ画像中の被写体と同じ被写体を含む対応画像であると判定する。
The
射影判定部28は、対応画像であると判定した参照画像に関連付けられた関連情報を画像データベース23から読み出して、通信部24に出力する。通信部24は、クエリ画像処理装置10に関連情報を送信する。これによって、クエリ画像処理装置10のユーザは、自らが撮影した被写体に関する関連情報を検索サーバ装置20から取得できる。
The
以上説明したとおり、本実施の形態では、クエリ画像のデータを送信してクエリ画像に関する関連情報を受信するクエリ画像処理装置10、及びクエリ画像を受信してその対応画像を検索し、対応画像に関連付けられた関連情報をクエリ画像処理装置10に返信する検索サーバ装置20において、局所画像特徴量を抽出した特徴点の位置情報の粗量子化してデータ量を削減する構成を採用している。
As described above, in the present embodiment, the query
クエリ画像処理装置10にて特徴点の位置情報のデータ量を削減することで、通信遅延を軽減ないし防止し、通信に係るコストを削減できるという利点がある。例えば、画像1枚あたり平均500点の特徴点が検出されるとし、その回線速度が1Mbpsであるとすると、画像1枚のすべての特徴点データを送信するのに要する時間は、データを圧縮しないとすると、(500×(128×4+4+8+4)/125000=)約2秒となり、局所画像特徴量のみをバイナリコードに変換して圧縮した場合は約0.08秒となり、さらに特徴点の位置情報を粗量子化して圧縮した場合は約0.02秒となる。
By reducing the amount of feature point position information in the query
また、検索サーバ装置20にて特徴点の位置情報のデータ量を削減することで、大量の参照画像を保存しておくための保存ストレージの容量を小さくでき、あるいは、限られた容量の保存ストレージにより多くの参照画像を保存できるという利点がある。例えば、1000枚の参照画像について、それぞれ500点の特徴点が検出され、画像1枚あたり平均500点の特徴点が検出されると、1000枚の参照画像の特徴点データの保存に必要な容量は、(1000×500×(128×4+4+8+4)=)264Mバイトとなり、局所画像特徴量のみをバイナリコードに変換して圧縮した場合は、(1000×500×(4+4+8+4)=)10Mバイトとなり、さらに特徴点の位置情報を粗量子化して圧縮した場合は(1000×500×(4+2)=)3Mバイトとなる。
Further, by reducing the data amount of the feature point position information in the
以上のように、クエリ画像処理装置10及び検索サーバ装置20のそれぞれにおいて、局所画像特徴量を抽出した特徴点の位置情報の粗量子化してデータ量を削減する構成を採用したことによる効果が得られるので、クエリ画像処理装置10及び検索サーバ装置20のいずれか一方のみが局所画像特徴量を抽出した特徴点の位置情報の粗量子化してデータ量を削減する構成を採用してもよい。また、本願発明者らの実験によって、少なくとも上記のように位置情報を粗量子化下場合にも、対応画像の検索結果に影響が出ないことが確認された。
As described above, in each of the query
なお、検索サーバ装置20は、最終的な対応点が最も多い参照画像を対応画像と判定するだけでなく、最終的な対応点の数が2番目、3番目、・・・に多い参照画像についても、最終的な対応点が最も多い参照画像とともに、又はクエリ画像処理装置10からのリクエストに応じて、関連情報を画像データベース23から読み出してクエリ画像処理装置10に送信してよい。
Note that the
また、上記の実施の形態では、比較マッチング部25において対応点が所定の数以上ある参照画像のみを対応画像候補として、位置情報のマッチングを行って、最終的な対応点を求めたが、対応点を少なくとも1つ含むすべての参照画像を対応画像候補としてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施の形態では、比較マッチング部25は、局所画像特徴量の差が最も小さい特徴点の組を対応点としてカウントしたが、比較マッチングの方法はこれに限られない。例えば、比較マッチング部25は、クエリ画像Cのすべての特徴点の局所画像特徴量と、参照画像R1〜R4に含まれるすべての特徴点の局所画像特徴量とを比較し、その一致度が所定の閾値を上回る特徴点の組、即ち局所画像特徴量の差が所定の誤差範囲内にある特徴点の組を検出してもよい。なお、この場合には、クエリ画像の各特徴点は、複数の参照画像に投票されることがあり、また、いずれの参照画像にも投票されないこともある。
In the above-described embodiment, the
また、上記の実施の形態において、粗量子化レベル決定部15は、画像サイズに応じて粗量子化レベルを決定してもよい。この場合に、粗量子化レベルが画像サイズと同じであってもよい。即ち、特徴点位置粗量子部34は、特徴点検出部31にて実数で得られた特徴点位置のX座標及びY座標を切り下げ、四捨五入、又は切り上げによって整数にすることで特徴点位置を粗量子化してよい。例えば、上記の実施の形態で説明したように特徴点の位置座標が(21.568987・・・, 37.908325・・・)である場合には、特徴点位置粗量子化部34は、これを四捨五入して、粗量子化された特徴点の位置座標(22,38)としてもよい。
In the above embodiment, the coarse quantization
また、粗量子化レベル決定部15は、クエリ画像処理装置10における処理状態、具体的にはメモリの利用可能容量、及び/又は計算速度(演算処理装置の利用率)を検出して、その検出値に基づいて決定されてもよい。
The coarse quantization
また、上記の実施の形態では、変換行列Hは、参照画像の特徴点を射影する行列であり、参照画像の特徴点を変換行列Hで射影して、クエリ画像の対応する特徴点との射影誤差を評価したが、逆に、クエリ画像の特徴点を参照画像の特徴点に射影する行列を変換行列として、クエリ画像の特徴点を変換行列で射影して、参照画像の対応する特徴点との射影誤差を評価してもよい。 Further, in the above embodiment, the transformation matrix H is a matrix that projects the feature points of the reference image, and the feature points of the reference image are projected by the transformation matrix H and projected with the corresponding feature points of the query image. Although the error was evaluated, conversely, the matrix that projects the feature points of the query image to the feature points of the reference image is used as a transformation matrix, the feature points of the query image are projected by the transformation matrix, The projection error may be evaluated.
本発明は、局所画像特徴量が抽出された特徴点の位置情報が粗量子化されるので、位置情報のデータ量の割合を小さくでき、それによって画像検索に用いるデータの量を抑えることができるという効果を有し、大量の参照画像の中からクエリ画像に対応する対応画像を検索する検索システム及び画像検索方法等として有用である。 According to the present invention, since the position information of the feature point from which the local image feature amount is extracted is coarsely quantized, the ratio of the data amount of the position information can be reduced, thereby suppressing the amount of data used for the image search. It is useful as a search system and an image search method for searching for a corresponding image corresponding to a query image from a large number of reference images.
100 画像検索システム
10 クエリ画像処理装置
11 撮像部
12 特徴点データ生成部
13 通信部
14 通信状態測定部
15 粗量子化レベル決定部
20 検索サーバ装置
21 参照画像取得部
22 特徴点データ生成部
23 画像データベース
24 通信部
25 比較マッチング部
26 位置情報変換部
27 変換行列算出部
28 射影判定部
31 特徴点検出部
32 局所画像特徴量抽出部
33 バイナリ変換部
34 特徴点位置粗量子化部
35 データ合成部
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記クエリ画像処理装置は、
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信部と、
を備え、
前記検索サーバ装置は、
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信部と、
受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索部と、
を備え、
前記画像検索部は、粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換部をさらに備えたことを特徴とする画像検索システム。 An image search system comprising a query image processing device and a search server device,
The query image processing device includes:
A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
A feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points;
A query image processing device side communication unit for transmitting feature point data including the local image feature value and the coarsely quantized position information;
With
The search server device
A search server device side communication unit for receiving the feature point data;
An image search unit that searches for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the received feature point data;
With
The image retrieval unit, crude quantized images retrieval system that is characterized in that further comprising a position information converting unit that converts the position information of the original image size the position information.
前記クエリ画像処理装置は、
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信部と、
を備え、
前記検索サーバ装置は、
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信部と、
受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索部と、
を備え、
前記特徴点位置粗量子化部は、前記粗量子化を行う際の粗量子化レベルを変更可能であることを特徴とする画像検索システム。 An image search system comprising a query image processing device and a search server device,
The query image processing device includes:
A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
A feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points;
A query image processing device side communication unit for transmitting feature point data including the local image feature value and the coarsely quantized position information;
With
The search server device
A search server device side communication unit for receiving the feature point data;
An image search unit for searching for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the received feature point data;
With
The feature point position rough quantization unit images retrieval system that characterized in that it is changing the coarse quantization levels when performing the coarse quantization.
前記クエリ画像処理装置は、
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信部と、
を備え、
前記検索サーバ装置は、
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信部と、
受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索部と、
を備え、
前記特徴点位置粗量子化部は、前記特徴点の位置情報を2バイトのデータ量になるように粗量子化することを特徴とする画像検索システム。 An image search system comprising a query image processing device and a search server device,
The query image processing device includes:
A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
A feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points;
A query image processing device side communication unit for transmitting feature point data including the local image feature value and the coarsely quantized position information;
With
The search server device
A search server device side communication unit for receiving the feature point data;
An image search unit for searching for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the received feature point data;
With
The feature point position coarse quantization unit coarsely quantizes the position information of the feature point so as to have a data amount of 2 bytes.
前記画像検索部は、
前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の前記特徴点の局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部と、
前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部と、
を備え、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を前記対応画像とすることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の画像検索システム。 The search server device further includes an image storage unit that stores local image feature amounts and position information of a plurality of feature points in the plurality of reference images in association with each other,
The image search unit
A comparison matching unit for obtaining a set of feature points corresponding to each other by comparing the local image feature amount of the query image and the local image feature amount of the feature point of the reference image;
A projection determination unit for obtaining a pair of feature points corresponding to each other by projecting one of the position information of the query image and the position information of the reference image to the other;
The reference image including the largest number of feature points determined to correspond by the comparison matching unit and determined to correspond by the projection determination unit is defined as the corresponding image. 7. The image retrieval system according to any one of items 6 to 6 .
前記クエリ画像処理装置は、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信部を備え、
前記検索サーバ装置は、
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信部と、
複数の参照画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び粗量子化された位置情報を関連付けて保存する画像保存部と、
前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の特徴点の前記局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部と、
前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部と、
前記参照画像の粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換部と、
を備え、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を、前記クエリ画像に対応する対応画像であると判定する
ことを特徴とする画像検索システム。 An image search system comprising a query image processing device and a search server device,
The query image processing device includes a query image processing device side communication unit that transmits feature point data including local image feature amounts and position information of a plurality of feature points in the query image,
The search server device
A search server device side communication unit for receiving the feature point data;
An image storage unit that associates and stores local image feature quantities and coarsely quantized position information of a plurality of feature points in a plurality of reference images;
A comparison matching unit for determining a set of feature points corresponding to each other by comparing the local image feature amount of the query image and the local image feature amount of the feature point of the reference image;
A projection determination unit for obtaining a pair of feature points corresponding to each other by projecting one of the position information of the query image and the position information of the reference image to the other;
A position information conversion unit that converts the position information roughly quantized of the reference image into position information of an original image size;
The reference image including the most feature points determined to correspond by the comparison matching unit and determined to correspond by the projection determination unit is determined to be a corresponding image corresponding to the query image. An image search system characterized by
前記クエリ画像処理装置側通信部は、前記対応画像及び/又は前記関連情報を受信することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の画像検索システム。 The search server device side communication unit transmits the corresponding image and / or related information associated with the corresponding image,
The query image processing apparatus side communication unit, the corresponding image and / or image retrieval system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that to receive the relevant information.
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを、前記検索サーバ装置に送信するクエリ画像処理装置側通信部と、
を備え、
前記特徴点位置粗量子化部は、前記粗量子化を行う際の粗量子化レベルを変更可能であることを特徴とするクエリ画像処理装置。 The query image processing device in an image search system comprising a query image processing device and a search server device,
A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
A feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points;
A query image processing device side communication unit for transmitting feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information to the search server device;
Equipped with a,
The query image processing apparatus, wherein the feature point position coarse quantization unit is capable of changing a coarse quantization level when performing the coarse quantization .
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部と、 A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部と、 A feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points;
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを、前記検索サーバ装置に送信するクエリ画像処理装置側通信部と、 A query image processing device side communication unit for transmitting feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information to the search server device;
を備え、 With
前記特徴点位置粗量子化部は、前記特徴点の位置情報を2バイトのデータ量になるように粗量子化することを特徴とするクエリ画像処理装置。 The feature point position coarse quantization unit coarsely quantizes the feature point position information so as to have a data amount of 2 bytes.
前記クエリ画像処理装置から、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データを受信する通信部、と、
複数の参照画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び粗量子化された位置情報を関連付けて保存する画像保存部と、
前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の特徴点の前記局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部と、
前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部と、
前記参照画像の粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換部と、
を備え、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を、前記クエリ画像に対応する対応画像であると判定することを特徴とする検索サーバ装置。 The search server device in an image search system comprising a query image processing device and a search server device,
A communication unit that receives feature point data including local image feature amounts and position information of a plurality of feature points in the query image from the query image processing device;
An image storage unit that associates and stores local image feature quantities and coarsely quantized position information of a plurality of feature points in a plurality of reference images;
A comparison matching unit for determining a set of feature points corresponding to each other by comparing the local image feature amount of the query image and the local image feature amount of the feature point of the reference image;
A projection determination unit for obtaining a pair of feature points corresponding to each other by projecting one of the position information of the query image and the position information of the reference image to the other;
A position information conversion unit that converts the position information roughly quantized of the reference image into position information of an original image size;
The reference image including the most feature points determined to correspond by the comparison matching unit and determined to correspond by the projection determination unit is determined to be a corresponding image corresponding to the query image. And a search server device.
前記クエリ画像処理装置にて実行される
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出ステップと、
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化ステップと、
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信ステップと、
前記検索サーバ装置にて実行される
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信ステップと、
受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索ステップと、
を含み、
前記画像検索ステップは、粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換ステップを含むことを特徴とする画像検索方法。 An image search method in an image search system comprising a query image processing device and a search server device,
A local image feature amount extraction step for extracting local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image, which is executed by the query image processing device;
A feature point position coarse quantization step for coarsely quantizing the position information of the feature points;
A query image processing device side communication step for transmitting feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information;
A search server device side communication step for receiving the feature point data, which is executed by the search server device;
An image search step of searching for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the received feature point data;
Only including,
The image search method includes a position information conversion step of converting the coarsely quantized position information into position information of an original image size .
前記クエリ画像処理装置にて実行される Executed by the query image processing apparatus
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出ステップと、 A local image feature amount extraction step for extracting local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化ステップと、 A feature point position coarse quantization step for coarsely quantizing the position information of the feature points;
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信ステップと、 A query image processing device side communication step for transmitting feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information;
前記検索サーバ装置にて実行される Executed in the search server device
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信ステップと、 A search server side communication step of receiving the feature point data;
受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索ステップと、 An image search step of searching for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the received feature point data;
を含み、 Including
前記特徴点位置粗量子化部は、前記粗量子化を行う際の粗量子化レベルを変更可能であることを特徴とする画像検索方法。 The image search method, wherein the feature point position coarse quantization unit can change a coarse quantization level when performing the coarse quantization.
前記クエリ画像処理装置にて実行される Executed by the query image processing apparatus
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出ステップと、 A local image feature amount extraction step for extracting local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化ステップと、 A feature point position coarse quantization step for coarsely quantizing the position information of the feature points;
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを送信するクエリ画像処理装置側通信ステップと、 A query image processing device side communication step for transmitting feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information;
前記検索サーバ装置にて実行される Executed in the search server device
前記特徴点データを受信する検索サーバ装置側通信ステップと、 A search server side communication step of receiving the feature point data;
受信した前記特徴点データに含まれる前記局所画像特徴量及び前記位置情報を用いて、複数の参照画像から、前記クエリ画像に対応する対応画像を検索する画像検索ステップと、 An image search step of searching for a corresponding image corresponding to the query image from a plurality of reference images using the local image feature amount and the position information included in the received feature point data;
を含み、 Including
前記特徴点位置粗量子化ステップは、前記特徴点の位置情報を2バイトのデータ量になるように粗量子化することを特徴とする画像検索方法。 In the feature point position coarse quantization step, the position information of the feature point is coarsely quantized so as to have a data amount of 2 bytes.
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部、
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部、及び
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを、検索サーバ装置に送信する通信部、
として機能させ、
前記特徴点位置粗量子化部は、前記粗量子化を行う際の粗量子化レベルを変更可能であるクエリ画像処理プログラム。 Computer
A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
A feature point position coarse quantization unit that coarsely quantizes the position information of the feature point, and a communication unit that transmits feature point data including the local image feature amount and the coarsely quantized position information to a search server device ,
To function as,
The feature point position coarse quantization unit is a query image processing program capable of changing a coarse quantization level when performing the coarse quantization .
クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量を抽出する局所画像特徴量抽出部、 A local image feature amount extraction unit that extracts local image feature amounts of a plurality of feature points in the query image;
前記特徴点の位置情報を粗量子化する特徴点位置粗量子化部、及び A feature point position coarse quantization unit for coarsely quantizing the position information of the feature points; and
前記局所画像特徴量と粗量子化された前記位置情報とを含む特徴点データを、検索サーバ装置に送信する通信部、 A communication unit that transmits feature point data including the local image feature value and the coarsely quantized position information to a search server device;
として機能させ、 Function as
前記特徴点位置粗量子化部は、前記特徴点の位置情報を2バイトのデータ量になるように粗量子化するクエリ画像処理プログラム。 The feature point position coarse quantization unit is a query image processing program that coarsely quantizes the position information of the feature point so as to have a data amount of 2 bytes.
クエリ画像処理装置から、クエリ画像中の複数の特徴点の局所画像特徴量及び位置情報を含む特徴点データを受信する通信部、
前記クエリ画像の前記局所画像特徴量と前記参照画像の特徴点の前記局所画像特徴量とを比較することにより、互いに対応する特徴点の組を求める比較マッチング部、
前記クエリ画像の前記位置情報及び前記参照画像の前記位置情報のいずれか一方を他方に射影することにより、互いに対応する特徴点の組を求める射影判定部、及び
前記参照画像の粗量子化された前記位置情報を元の画像サイズの位置情報に変換する位置情報変換部、
として機能させ、前記比較マッチング部にて対応すると判断され、かつ、前記射影判定部にて対応すると判断された特徴点を最も多く含む前記参照画像を、前記クエリ画像に対応する対応画像であると判定することを特徴とする検索サーバプログラム。 A computer including an image storage unit that stores the local image feature quantities of the plurality of feature points in the plurality of reference images and the coarsely quantized position information in association with each other;
A communication unit that receives feature point data including local image feature amounts and position information of a plurality of feature points in the query image from the query image processing device;
A comparison matching unit that determines a pair of feature points corresponding to each other by comparing the local image feature amount of the query image and the local image feature amount of a feature point of the reference image ;
A projection determination unit for obtaining a pair of feature points corresponding to each other by projecting one of the position information of the query image and the position information of the reference image to the other; and
A position information conversion unit that converts the position information roughly quantized of the reference image into position information of an original image size;
The reference image including the largest number of feature points determined to correspond by the comparison matching unit and determined to correspond by the projection determination unit is a corresponding image corresponding to the query image. A search server program characterized by determining.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013052074A JP6035173B2 (en) | 2013-03-14 | 2013-03-14 | Image search system and image search method |
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